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换把刀 成本减半
来源: 作者:瓦尔特 供稿 浏览次数:0
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   在普通消费者的认知中,美国思达耐这家汽车零部件生产商,知名度似乎不如德国博世。但在专业人士的眼中,它的专精技术独树一帜。作为康明斯全球范围内唯一的柴油机油泵及排放控制系统供应商,思达耐专注于提供高精密的发动机喷油系统及排放控制系统,客户遍及通用、福特、大众等世界一流的整车生产厂商。2007 年投资思达耐精密机电(常熟)有限公司(以下简称常熟思达耐)后,它在中国市场正式迈入了高速发展期。
  目前,常熟思达耐主要生产高精密燃油系统零部件(控制泵类零件),比如中型和重型卡车用泵壳、凸轮轴、燃油泵和喷油器等,供应中国和北美市场。DCR 燃油泵的年产量平均在7 万只,发展目标是10 万;另外,PN 喷油嘴的年产量平均在 36 万只。
  秉承总部对卓越品质与生产效率兼具的高要求,常熟思耐达因循其管理思路,在产品精密加工和装配方面持续进行供应链优化。季增亮是公司供应链优化项目的负责人,他说:“精密,是公司产品不可动摇的技术要求,我们产品机械加工都需达到μ 级精度, 装配的精度要求也极高,这使得产品极具稳定性。同时,提高产品的性价比,是赢得更多订单,在市场竞争中处于优势地位的必须。我们的产品定位是中高端,由此,特别是在中国市场,降低单件成本更加重要,这是我们工作的重心。”
破解高成本
  DCR 产品设计从国外引入,但产品线以及加工组装全部由常熟工厂自己完成,前后经历了三年时间,2013 年底开始正式量产,主要为康明斯做配套。然而,材料为锻钢的DCR 产品硬度高、加工形状复杂,且有很多深孔和交叉孔,加工成本一直居高不下。“在成熟的项目上做优化,并按既定目标降低成本,挑战似乎更大一些。”比如DCR 喷油泵盖的交叉深孔加工就是常熟思达耐遇到的典型加工难点。专门负责DCR 产品技术和工艺的杨勇说:“不管哪个行业在加工交叉深孔,特别是大角度交叉深孔都是一个比较大的加工难点,为解决这一问题我们花了一年多时间。”
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思达耐专注于提供高精密发动机喷油系统, 对卓越品质与生产效率具有高要求。
 
  这个难点位于DCR 泵盖( 如图一所示),材料硬度为40HRC,有斜交叉孔,夹角达到120 度,加工孔深84mm, D4, 21 倍径。由于第二个孔加工的时候,因为有交叉孔,且热处理硬度比较高,一般容易断刀,特别考验钻头的定心以及贯穿孔刃带的支撑能力。
  “前期因为这款产品造成的成本损失非常大,遇到主要问题就是钻头,即便最初预算比较充足的刀具成本,结果平均每个月还要额外超出8 万到9 万的费用。现在换了新的刀具品牌后,不仅单件成本下来了,而且加工节拍得到很好调整,整个项目的成本已从当时的130 元降到了目前的70 元左右,成功控制在合理的预算范围内。同时,刀具寿命也有了很大改善。” 谭满意是思达耐刀具优化的负责人。
  而他所说的新刀具就是瓦尔特新产品DC170。
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材料为锻钢的DCR 产品硬度高、加工形状复杂,且有很多深孔和交叉孔,加工成本一直居高不下。
 
敲门砖
  正是由于DC170 的出色表现,不仅让用户对他赞誉有加,也敲开了瓦尔特刀具在常熟思达耐的全面应用——现有刀具全部替换成瓦尔特系列产品。
  DC170 于2014 年10 月新推出,是瓦尔特集团硬质合金孔加工刀具新功效等级的首个代表,刃带采用了独特环形刃带结构新设计,在目前市场上独一无二。与传统几何形状的硬质合金钻头相比,DC170 更可靠、稳定,更流畅、高效。新钻头采用内冷方式。环型槽平缓使得冷却润滑液流动均匀,并同时避免了危险的缠屑障碍。刃带新颖的设计,可使冷却液从四面八方连续冲洗钻头,即使在极端温度下也能有效散热,冷却效果非常好。此外,刃带结构变化也使加工引起的振动被持续引导并降到最低水平,从而钻头的转动更为平稳,刀具作业的稳定性也得到保障。
  夏君涛,瓦尔特负责苏州地区的资深技术专家,是思达耐优化项目的主要实施者,他介绍说:“泵盖加工对于刀具的要求是比较高的,因为正交垂直并不难,难得是斜着打贯穿孔。一般刀具包括钻头经常承受不了斜面加工的时候产生的径向力而产生崩刃,不能定心也容易使刀具折断。”
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DCR 泵盖,材料硬度为40HRC,有斜交叉孔,夹角达到120 度,加工孔深84mm, D4, 21 倍径。由于第二个孔加工的时候,因为有交叉孔,且热处
理硬度比较高,一般容易断刀,特别考验钻头的定心以及贯穿孔刃带的支撑能力。(图示为断裂的钻头)
 
  据了解,这种泵盖产品构造及加工方式最初源自博世,目的是使整个的燃油系统燃烧充分。但即便在博世的制造工厂,加工断刀这种现象也难以避免,协调稳定性在全世界都是一个加工难点。
  “DC170 就是专门针对于此来设计的,经过了三年的研发才得以成功。它适用于所有行业的钢件和铸铁材料加工中例如贯穿孔和出口为斜面等难度较大的加工。” 夏君涛继续介绍说,“经过一个多月的测试,目前DC170 已经在常熟思达耐泵盖产品上批量应用了。”
  现在DC170 的寿命可以做到350个孔,比原先刀具160 个孔的寿命提高了一倍以上,同时效率和精度也得到了改善。另外,DC170 钻头带有八个明显的环形槽,为最佳工作温度提供保障,同时也有利于用作翻新刻度。DC170 钻头可翻新三到五次,直到仅剩两个环形槽为止。从这个意义上说,用户可以完全挖掘出翻新潜力,从而进一步降低生产成本。
无缝对接
  由于此次是常熟思达耐全线采用瓦尔特的产品,那么除了DC170 其他产品表现如何呢?对于这个问题,谭满意肯定地说:“也很出色。比如一款NC钻头,原来寿命是200 个工件,现在用瓦尔特的半非标加涂层设计寿命可以提高到1300 个工件,寿命是原来的6倍以上。现在全部换刀后,常熟思达耐刀具成本已经稳步下降,月节省额度与之前相比平均在12 万元以上。”
  目前常熟思达耐DCR 燃油泵的单件加工成本是40 元左右,如果按10万的年产量来看,就会是一个不容小觑的数字。谭满意介绍道,作为精密加工企业,刀具成本占比很大,其它的成本可能都是辅助成本,这也是企业为什么如此关注刀具成本的主要原因所在。
  精密加工往往最后工艺都是靠磨削加工完成的,现在常熟思达耐做的一些零件,基本上圆度和直线度要求在0.006mm 以内。由于前序加工对后续工序稳定性的影响比较关键,所以双方一起正在探寻一些新的加工方法,来保证加工的位置度,减少后面工序的加工难度。
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季增亮(中),思达耐供应链优化项目负责人;谭满意(左)则专注于刀具优化;夏君涛(右),是瓦尔特负责苏州地区的资深技术专家。
 
挑战不可能
  按照行业惯例,通常刀具在做改进的时候,改进的幅度在10% 到15% 之间,能够达到100% 改进是非常少见的。“由于涉及整体品牌的替换,现在要保证的是刀具换型的平稳过度,接下来就看刀具的寿命。”杨勇说,“节拍优化之前已经完成,对瓦尔特的要求是必须达到现有的生产节拍。”
  完成所有刀具的切换,常熟思达耐花了三个多月时间,期间还进行了成本改进,原本项目大概要用63 把刀具,现在切换成48 把,其中改进的部分大概有7、8 种。“一个项目切换全部刀具,一般至少半年到一年的时间,我们仅仅用了三个月。”谭满意表示。这是常熟思达耐过硬管理水平、生产水平的明证,也是其合作伙伴瓦尔特实力的有力说明。
  夏君涛坦诚地说:“常熟思达耐提出换型的时候我们确实很有压力,包括瓦尔特在内,整个行业都没有三个月完全切换的案例。一开始我们反应是不可能的。”
  但是,“不充分调研,绝不能对客户说不”是瓦尔特一直奉行的原则。瓦尔特首先派出技术人员了解了产品构造以及所有加工的过程,包括在现场跟所有相关技术人员一起探讨尺寸与尺寸之间的关系,刀与刀之间的衔接工艺编排等。拿到一手信息后,工作人员针对其中难点还调动了德国总部的专家力量,综合制定出了一套解决方案。“这个项目运作后,几乎每一把刀具都经过了测试,这也是史无前例的,因为通常一个项目来讲,很多刀具是不用测试的。”谭满意表示,“由于是优化改善项目,我们的目标是:成本必须要低,效率必须要高。从一把实验刀具到每一位技术工程师,从交货的及时性到非标刀具交货期的如约进行,瓦尔特可以说充分发挥了他们的‘优势技术能力’。”
  “更重要的,我们认为这其实是双方能力的一种激发。任何一方不行的话都没办法做到。比如,杨勇对这个产品极其熟悉,每一个细节都是烂熟于胸,给我们提供了很大的帮助。” 夏君涛表示,在瓦尔特人员入驻后,常熟思达耐采购、技术部门等全力配合项目的进展。一旦有技术问题,三方当场商议解决,没有了反复的等待,三个月的奇迹自然而生。在把全部刀具的优化任务都交给了瓦尔特后,思达耐正期待着核心竞争力的更高提升。
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